آبیاری و زهکشی ایران
سال:1395 | دوره:10 | شماره:2 |تعداد مقالات:14

کاهش کمی منابع آب، بشر را بر آن وا می دارد که مصرف صحیحی از این منابع داشته باشد. طراحی و مدیریت صحیح آبیاری قطره ای زیر سطحی، مستلزم آگاهی از نحوه ای توزیع رطوبت در خاک است. در این تحقیق برای تخمین الگوی توزیع رطوبت خاک توسط مدل HYDRUS-2D در یک سیستم آبیاری قطره ای از یک جعبه با دیواره های شفاف پر شده از خاک لومی استفاده شد، سپس قطره چکان ها در دو عمق 40 و 50 سانتی متر و با دبی مورد استفاده 3.5 لیتر در ساعت و با فاصله ای 75 سانتی متر نصب شدند. نتایج نشان داد که این مدل تغییرات رطوبت خاک در اطراف قطره چکان را به خوبی و با خطای میانگین ریشه مربعات بین 0.014 و 0.033 برای عمق نصب 40 سانتی متر و 0.009 تا 0.025 برای عمق نصب 50 سانتی متر برآورد کرد. به علاوه به دلیل تشکیل پروفیل رطوبتی پیوسته که نشان دهنده مناسب بودن فاصله ی قطره چکان ها از یکدیگر است، رطوبت کم تر در نزدیکی سطح خاک با عمق 50 سانتی متر و فاصله ای 75 سانتی متری قطره چکان ها از یکدیگر اتفاق افتاد که به عنوان عمق و فاصله بهینه می باشد.

بیش از سه دهه است که هیدرولوژیست ها، استفاده از مدل های چندمتغیره را جهت توصیف و مدل سازی داده های پیچیده هیدرولوژی توصیه می کنند. درحالی که به تازگی اهمیت مدل های چند متغیره در مهندسی آب مطرح شده است. در واقع در مدل های چند متغیره با دخالت دادن عوامل موثر دیگر، می توان نتایج توصیف، مدل سازی و پیش بینی پارامترهای مختلف را بهبود بخشید. در این مطالعه، مدل های تک متغیره آرما و چند متغیره همزمان آرما (کارما) جهت مدل سازی تراز سطح آب دریاچه ارومیه مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت استفاده از مدل های آرما، از سری زمانی تراز سطح آب دریاچه ارومیه در مقیاس سالانه در طی دوره آماری (1390-1361) و جهت مدل سازی با استفاده از مدل های کارما، از سری زمانی دبی رودخانه های شهرچای، نازلوچای و باراندوزچای و تراز سطح آب دریاچه ارومیه در دوره آماری ذکر شده استفاده شد. نتایج بررسی و صحت سنجی مدل ها نشان داد که با دخالت دادن دبی رودخانه های ذکر شده، دقت مدل سازی و صحت سنجی مدل ها افزایش پیدا خواهد کرد. هم چنین نتایج نشان داد که به ازای ضریب تبیین 0.75 بین داده های صحت سنجی مدل ها و معیار جذر میانگین مربعات خطا (0.62)، مدل کارما نتایج بهتری از مدل آرما ارایهمی نماید. به طوریکه استفاده از مدل چندمتغیره در مدل سازی و پیش بینی تراز سطح آب دریاچه، دقت مدل سازی داده های مورد استفاده را در دوره آماری 1390-1361 و در مقیاس سالانه در دو مرحله آموزش و صحت سنجی حدود 20 درصد افزایش داد.

سازوکار جذب آب توسط ریشه نقش مهمی را در مدیریت آب مورد نیاز کشاورزی ایفا می کند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی توزیع رطوبت و جذب توسط ریشه در خاک پیرامون یک درخت سیب می باشد. جهت پایش رطوبت پیرامون درخت تحت آبیاری سطحی از جدیدترین دستگاه TDR از نوع Profile Probe استفاده شد. لذا در طرفین تنه درخت، 10 لوله ویژه به طول 1 متر و به فاصله 30 سانتی متر از هم در خاک نصب گردید و به منظور شبیه سازی رطوبت از مدل HYDRUS-2D استفاده شد. نتایج نشان داد بیش ترین تغییرات رطوبت در عمق صفر تا 40 سانتی متری اتفاق افتاده است و این تغییرات رطوبت در لایه های سطحی بیش تر از لایه های زیرین می باشد. مقدار جذب آب توسط ریشه نیز بیش تر در عمق 40-0 سانتی متری و در فاصله شعاعی 60-0 سانتی متری اتفاق افتاد. میزان جذب با افزایش فاصله شعاعی از درخت کاسته شده است. مدل HYDRUS نیز در تمام نقاط به خوبی توانسته است مقادیر رطوبت را شبیه سازی کند به جز در برخی از نقاط مربوط به عمق های 40 و 60 سانتی متری به دلیل تراکم زیاد خاک، برآورد مناسبی از رطوبت خاک نداشته است. با توجه به نتایج می توان نتیجه گرفت که با استفاده از مدل ها و اندازه گیری های دقیق می توان برنامه ریزی دقیق تری در رابطه با مدیریت آب آبیاری انجام داد.

افزایش جمعیت و کاهش منابع آب منجر به کاهش روز افزون ذخایر آب و نهایتا کاهش سهم بخش کشاورزی شده است لذا محققین در شرایط کنونی ناگزیر به یافتن راه حل های نو برای استفاده از آب با کیفیت پایین در کشاورزی شده اند. این پژوهش به منظور بررسی امکان کاربرد آب شور در کشت برنج هاشمی، تخمین عملکرد برنج با استفاده از تابع تولید و یافتن بهترین زمان کاربرد این آب ها، در سال 1389 در موسسه تحقیقات برنج به اجرا درآمد. طرح به صورت کشت گلدانی زیر سایه بان متحرک با آرایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به صورت 4 سطح شوری آب آبیاری 2، 4، 6 و 8 دسی زیمنس بر متر و مراحل مختلف رشد نظیر پنجه زنی، تشکیل خوشه، ظهور خوشه و رسیدگی به کاربرده شد. شوری ها با استفاده از سولفات کلسیم (CaSO4) و سنگ نمک معدنی خالص با نسبت (2:1) تهیه شد. نتایج نشان داد که تاثیر سطوح مختلف شوری و هم چنین مراحل مختلف رشد بر عملکرد دانه در سطح یک درصد معنی دار بود. سطوح شوری اعمال شده منجر به کاهش عملکرد، به ترتیب 21، 25، 37 و 47 درصد شد. مرحله تشکیل خوشه و دوره پنجه زنی با عملکرد معادل 1.92 و 2.41 تن در هکتار حساس ترین مرحله به شوری بودند. بین میزان عملکرد و صفات وزن خوشه، وزن هزار دانه و طول خوشه همبستگی مثبت ولی با صفت درصد پوکی همبستگی منفی وجود داشت. بر اساس نتایج به نظر می رسد با استفاده از صفات وزن خوشه، درصد پوکی و تعداد پنجه می توان معادله عملکرد برنج را تحت شرایط شوری در دوره های مختلف رشد پیش بینی نمود.

گوجهفرنگی یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی استان فارس میباشد. تحقیقات پیشین نشان میدهد میزان آب مصرفی گوجهفرنگی در سیستمهای آبیاری سطحی با مدیریت سنتی بسیار بالا و بهرهوری پایین است. در این تحقیق تاثیر مقادیر مختلف آب آبیاری بر عملکرد کمی و کیفی سه رقم گوجهفرنگی تحت سیستم آبیاری قطرهای نواری در قالب بلوک کامل تصادفی بررسی گردید. آزمایش در یکی از مزارع شهرستان مرودشت که بافت خاک آن نسبتا سنگین بود انجام شد. مقادیر 60، 80، 100 و120 درصد نیاز آبی گوجهفرنگی بر اساس روش پنمن مانتیث محاسبه و به مزرعه داده شد. یک تیمار آبیاری با مدیریت کشاورز نیز در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد به طور کلی با افزایش میزان آب آبیاری میزان عملکرد افزایش مییابد. بیش ترین بهرهوری مصرف آب در تیمار نیاز آبی 80% به میزان 11.66 تا 14.21 کیلوگرم بر مترمکعب در ارقام مختلف مشاهده گردید. با افزایش آب آبیاری، میزان مواد جامد محلول کاهش و درصد آب میوه افزایش یافت که این تغییرات در بعضی از حالات از نظر آماری معنی دار نگردید. بیش ترین و کم ترین میزان عملکرد مربوط به ارقام سوپراوربانا و کینگستون بود.

دشت تویسرکان به عنوان یکی از دشت های استان همدان با افت قابل توجهی در آب زیرزمینی روبرو شده است. هدف از این مطالعه شبیه سازی عرضه و تقاضای آب زیرزمینی در دشت تویسرکان برای سال پایه (2011)، و تدوین سناریوی های افزایش راندمان کل آبیاری، تغییر الگوی کشت منطقه و مدیریت آب شهری و بررسی تاثیر آن ها بر عرضه و تقاضای آب زیرزمینی با استفاده از مدل ویپ تا سال 2025 است. بر اساس نتایج حاصله، اگر روند فعلی تقاضا ادامه پیدا کند در سال 2019 آبخوان با خشکی و همه سایت های تقاضا با بحران بسیار شدید بی آبی مواجه خواهند شد. نتایج سناریوی تغییر الگوی کشت نشان داد که خشک شدن آبخوان تا سال 2022 به تعویق خواهد افتاد. نتایج سناریوی مدیریت آب شهری نشان داد که ذخیره حجمی آبخوان از سال 2012 تا 2020 نسبت به سناریوی مرجع، هر ساله افزایش پیدا کرده و این افزایش تا حداکثر 10.95 میلیون متر مکعب در سال 2020 می رسد. مطابق نتایج به دست آمده از سناریوی افزایش راندمان، اگر راندمان کل آبیاری در سایت های کشاورزی را به 59.13 درصد برسانیم، نه تنها همه نیازهای آبی سایت های تقاضا برآورده خواهد شد بلکه ذخیره حجمی آبخوان سال به سال بهبود خواهد یافت و فاصله بین عرضه و تقاضای آب زیرزمینی به حداقل خود خواهد رسید.

پیش بینی نوسانات سطح آب دریاچه ها از جمله موارد مهم در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب است. در سال های اخیر کاهش شدید تراز آب دریاچه ارومیه اثرات زیست محیطی مخربی را در این منطقه داشته است. در این تحقیق عملکرد مدل های ماشین بردار پشتیبان و برنامه ریزی بیان ژن با استفاده از شش الگوی متفاوت در خلال سال های 1388- 1355 برای پیش بینی تراز آب دریاچه ارومیه بررسی شد، تا بهترین الگو برای پیش بینی تراز آب دریاچه معرفی گردد. در چهار الگو از داده های تاریخی تراز و در دوالگوی دیگر از بارش، تبخیر و نشت و تراز آب استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل برنامه ریزی بیان ژن عملکرد بهتری نسبت به مدل رگرسیون بردار پشتیبان دارد و با افزایش ورودی برای آموزش مدل عملکرد آن افزایش می یابد. هم چنین در بهترین حالت مقدار میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین به ترتیب برابر 0.08 متر و 0.99 برای مدل GEP، 0.60 متر و 0.92 برای مدل SVRبه دست آمد.

استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده در آبیاری محصولات کشاورزی یکی از روش های مدیریتی برای مقابله با کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک است. هدف از این مطالعه بررسی اثرات 10 ساله آبیاری با پساب بر ویژگی های شیمیایی و زیستی خاک در مکان های مختلف حاشیه رودخانه کشف رود مشهد بود. نمونه برداری از 8 نقطه با 3 تکرار در فواصل یک کیلومتری حاشیه اراضی رودخانه صورت گرفت، نمونه شاهد آبیاری شده با آب زیرزمینی و مدیریت کشت مشابه نیز انتخاب شد. نتایج نشان داد آبیاری با پساب سبب افزایش pH و شوری نسبت به شاهد به ترتیب به میزان 4 و 18 درصد شد. هم چنین پساب سبب افزایش غلظت عناصر سنگین Zn، Fe،Pb شد، اما این افزایش کم تر از حد سمیت بود و تغییرات غلظت Ni و Cd ناچیز بود. تیمار پساب باعث افزایش معنی دار نسبت کربن میکروبی به آلی، تنفس و زیست توده میکروبی نسبت به شاهد شد. ضریب متابولیکی در نمونه های آبیاری با پساب نسبت به شاهد کاهش معنی داری داشت. نتایج نشان می دهد آبیاری با پساب به طور کلی اثرات سوئی نداشت و باعث بهبود ویژگی های گفته شده در خاک گردید، ولی به علت ورودی های متفاوت پساب به رودخانه تغییر در فعالیت های زیستی و شیمیایی در طول مسیر متفاوت بود.

مقدار کود نیتروژن باید متناسب با نیاز گیاه باشد تا مشکلات زیست محیطی پیش نیاید. هدف از این پژوهش تعیین سطوح بهینه آب و کود نیتروژن در شرایط کم آبیاری و آبیاری کامل با استفاده از تئوری آنالیزحاشیه ای برای ذرت علوفه ای در منطقه پاکدشت واقع در جنوب شرقی تهران است. آزمایشات در تابستان 1393 در قالب کرت های خردشده به صورت طرح بلوک-های کامل تصادفی با چهار تیمار آب شامل50، 75، 100 و 125 درصد نیاز آبی و چهار تیمار کود اوره با درصد خلوص نیتروژن 45 درصد به میزان صفر، 225، 300 و 375 کیلوگرم در هکتار در سه تکرار پیاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد در شرایط کم آبیاری ، حداکثر بهره وری آب به میزان 2.87 کیلوگرم بر متر مکعب با مصرف 839 میلی متر آب و 384 کیلوگرم کود اوره اتفاق می افتد. حداکثر عملکرد محصول در شرایط آبیاری کامل و بدون تنش آبی به میزان 26730 کیلوگرم در هکتار و با مصرف 365 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار و مصرف آب حدود 1020 میلی متر بدست آمد و با این مصارف بهره وری آب 2.62 کیلوگرم بر متر مکعب برآورد شد.

یکی از قسمت های بخش طراحی و بهره برداری از سیستم های تامین کننده آب مورد نیاز کشاورزی، تخمین نیاز آبی گیاه می باشد. در این تحقیق، تلاش شده است تا تاثیر پدیده تغییر اقلیم بر تبخیر و تعرق در پنج ایستگاه با اقلیم خشک، نیمه-خشک، مدیترانه ای، نیمه مرطوب و خیلی مرطوب بررسی شود. با استفاده از مدل گردش عمومی جو HadCM3 تحت دو سناریوی A2،B1 برای سه دوره آینده نزدیک (2039–2010)، آینده میانی (2069-2040) و آینده دور (2099-2070) و دوره 2000-1971 به عنوان دوره پایه و به وسیله ی روش کوچک مقیاس کردن مکانی تناسبی و روش کوچک مقیاس کردن زمانی عامل تغییر ریزمقیاس شده، مورد بررسی قرار گرفت. تبخیر و تعرق برای این پنج ایستگاه به روش های فائوپنمن-مانتیث، مک کین، تورک مناطق خشک و مرطوب، پریستلی- تیلور، هارگریوز- سامانی و بلانی کریدل محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که ایستگاه ها در دوره آتی با افزایش 12 درصدی تبخیر و تعرق در فصل زمستان و کاهش 35 درصدی تبخیر و تعرق برای فصل تابستان رو به رو خواهند شد. در تمام ایستگاه ها بیش ترین تغییرات تبخیر-تعرق در دوره آینده دور و سناریوی A2 رخ خواهد داد. برای دوره آینده هم بیش ترین روشی که با مدل فائو پنمن-مانتیث تطبیق دارد روش پریستلی-تیلور می باشد و ایستگاه هایی که در اقلیم های با رطوبت بیش تر هستند تاثیر بیش تری از تغییر اقلیم پذیرفتند.

ارزیابی آسیب پذیری آبخوان ها از مهم ترین ابزارهای مدیریت و حفاظت از منابع ارزشمند آب‎زیرزمینی به شمار می رود. یک از کاستی های روش های معمول ارزیابی آسیب پذیری آبخوان، عدم توانایی آن ها برای پیش بینی اثر پخش آلاینده ها در مناطق آسیب پذیر آبخوان بر آلودگی چاه های آب شرب می باشد. در این تحقیق، روشی جدید برای تعیین مناطقی از ناحیه گیرش چاه ها که در برابر آلودگی آسیب پذیری بیشتری دارند ارائه شده است. در این روش از مدل دراستیک برای ارزیابی آسیب پذیری ذاتی آبخوان و از مدل سازی عددی جریان آب زیرزمینی توسط کدMODFLOW و ردیابی حرکت ذرات در آبخوان توسط کد MODPATH برای تعیین ناحیه گیرش چاه ها استفاده شده است. با تلفیق نتایج هر دو مدل در محیط  GIS، نقشه ریسک آلودگی آب‎زیرزمینی در محدوده شهرستان فیروزه در استان خراسان رضوی به صورت ناحیه ای و در محدوده ناحیه گیرش چاه های آب شرب تعیین شد. نتایج این مطالعه می تواند برای طراحی شبکه پایش کیفی آب زیرزمینی و همچنین مطالعات آمایش سرزمین به کار رود.

یکی از راه های کنترل و کاهش تبخیر از خاک، استفاده از مواد اصلاح کننده می باشد. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر اصلاح کننده ها بر میزان تبخیر از خاک بود. این پژوهش در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد به صورت فاکتوریل بر پایه ی طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد. تیمارهای اعمال شده شامل مواد اصلاحی (سوپر جاذب بلور آب، ورمی کمپوست و بقایای جو) در چهار سطح (صفر، 0.01، 0.03 و 0.05 درصد) به خاک لوم در گلدان هایی به وزن پنج کیلوگرم ریخته شدند. با افزودن آب در مدت 4 ماه، رطوبت خاک در حد ظرفیت زراعی ثابت نگه داری شد. سپس مقدار تبخیر در اردیبهشت و مرداد 1394 در هر گلدان به صورت وزنی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد بین تیمارهای مورد استفاده اختلاف معنی داری در میزان تبخیر وجود نداشت، اما پس از پایان اندازه گیری تبخیر و توقف آن در هر دو ماه، سوپر جاذب کم-ترین مقدار تبخیر و هدر رفت آب و بیش ترین مقدار رطوبت باقی مانده در خاک را دارا بود. هم چنین افزودن اصلاح کننده های آلی باعث افزایش میزان MWD در خاک شدند. با توجه به عدم تفاوت معنی دار در میزان تبخیر و هزینه زیاد تهیه این مواد، کاربرد بقایای جو و ورمی کمپوست برای کنترل میزان تبخیر توصیه می شود.

این تحقیق با هدف بررسی تاثیر روش و مقدار آب آبیاری بر خصوصیات رویشی، عملکرد و کارآیی مصرف آب ارقام هلو (اسپرینگ تایم و سبز مشهد) در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی اجرا گردید. آزمایش به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو فاکتور مقدار آب آبیاری در سه سطح (60، 80 و 100درصد نیاز آبی) در پلات اصلی و روش آبیاری قطره ای در دو سطح (سطحی و زیر سطحی) در پلات فرعی و در سه تکرار اعمال شد. نتایج اثر متقابل درصد آب و روش آبیاری بر صفات رویشی نشان داد که در هر دو رقم از لحاظ آماری تفاوت معنی داری وجود دارد. آبیاری قطره ای زیرسطحی با 80 درصد آب مصرفی از ارتفاع، عرض تاج و قطر تنه بالاتری برخوردار بودند. در رقم اسپرینگ تایم بیش ترین و کم ترین عملکرد به ترتیب با کاربرد 100 و 60 درصد آب آبیاری به میزان 31.4 و 19.8 تن در هکتار به دست آمد. نتایج نشان داد که روش آبیاری قطره ای سطحی با عملکرد 24.5 تن در هکتار و قطره ای زیر سطحی با عملکرد 26.2 تن در هکتار تفاوت معنی داری با هم نداشتند. در رقم سیز مشهد بیش ترین میزان عملکرد به مقدار 32.5 تن در هکتار در سطح 100 درصد آب آبیاری به دست آمد. با کاهش مقدار آب، عملکرد به طور معنی داری کاهش یافت. روش آبیاری قطره ای زیرسطحی با عملکرد 31.4 تن در هکتار نسبت به قطره ای سطحی بهتر بود. نتایج ارزیابی نهایی نشان داد که در هر دو رقم، روش آبیاری قطره ای زیرسطحی با 80 درصد آب مصرفی از لحاظ کارآیی مصرف ارجحیت دارد.